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全风化花岗岩改良土工程特性及其在高速铁路建设中的应用
| 论文题名： | 全风化花岗岩改良土工程特性及其在高速铁路建设中的应用 |
| 关键词： | 高速铁路;铁路路基;风化花岗岩;路基加固 |
| 摘要： | 目前,我国高速铁路正处于全面发展的建设时期,为了保证列车安全、舒适、平稳的运行,高速铁路对路基变形有严格的要求。新建武广客运专线沿线的相当一段线路穿越全风化花岗岩地段,A、B组填料缺乏,如果完全依靠外运合格填料,则既不经济,又不合理。为了保证工程能够高效、安全、经济的建设,必须对一些地段的花岗岩风化物进行改良,使其达到所要求的填料标准。本文在综合分析国内外全风化花岗岩研究现状基础上,通过理论分析、室内试验、和仿真数值分析等方法,对全风化花岗岩及其改良土的工程特性进行了研究,主要的研究内容和结论如下： (1)通过大量的试验研究表明,沿线大多数全风化花岗岩的物理力学性质差,内摩擦角小,吸水能力强,天然含水量大,粘结力小,结构松散,液塑限高,细颗粒含量较多,粉砂含量较高,风化花岗岩的强度指标不高,承载力低,如CBR值较低、回弹模量小等,除此之外,还有抗变形能力以及长期水稳性差等特征。 (2)通过对不同掺加剂掺入量的改良土进行颗粒分析、液塑限、压缩特性、击实特性、水稳定性、强度特性等一系列试验,表明全风化花岗岩改良后土的塑性指数降低;颗粒分析曲线左移,颗粒粗化效果明显;击实曲线变平缓,驼峰变宽,这使得在施工中对含水量的控制范围变宽,施工质量更易把握;压缩性降低;渗透性下降;水稳定性提高;强度提高等。对于DK2097+560工点的黄色全风化花岗岩,掺加6％生石灰就能满足高速铁路对路基填料的要求;DK2116+200工点的红色全风化花岗岩,不宜采用生石灰改良,掺加6％水泥可以满足高速铁路对路基填料的要求。 (3)运用MATLAB软件自身携带的BP网络工具建立模型对生石灰改良土无侧限抗压强度进行预测,并对影响因素进行分析。改良土存在一个最优的掺灰量,无侧限抗压强度随着压实度的增大而提高,泡水后强度会明显的降低,且强度随着龄期的延长而不断增长。 (4)利用ANSYS软件建立路基仿真模型,研究改良土作为路基填料时,在不同车速、不同轮重下以及基床表层厚度改变时的动力特性。动力响应沿深度方向呈衰减的趋势,沿路基横向上,最大值出现在钢轨下或右线中心线上。在不同车速下,位移、速度、加速度、应力等物理量的响应并不是随着车速的增大而增大。在不同轮重下,位移、速度、加速度、应力等物理量的响应与轮重存在着拟线性函数关系,随着轮重的增加而增大。随着基床表层厚度的增大,移、速度、加速度、应力等物理量的响应值均有所减小。 |
| 作者： | 侯江波 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王永和 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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